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Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf Dieselmaschinen, die nach dem Viertaktverfahren und nach einem mehr als vier Takte umfassenden Arbeitsverfahren arbeiten, wie z. B. im Seehstakt, Aehttakt usf. Die Erfindung zielt einerseits darauf ab, die Leistung solcher Maschinen zu erhöhen, und anderseits darauf, die Maschine zu befähigen, nach Belieben mit verschiedener Taktzahl laufen zu lassen, z. B. eine Viertaktmaschine auch als Zweitaktmaschine oder eine Sechstaktmaschine als Zweitakt-oder Viertaktmaschine usf.
Die Fähigkeit einer Dieselmaschine, mit verschiedener Taktzahl zu laufen, bietet
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einführung sowie Zerstäubung, u. zw. in letzterer Hinsicht besonders bei hohen Drehzahlen bieten, auszunutze, und in jenen Belastungsgebieten, in denen die Zweitaktmasehine bzw. die mit einer geringen Taktzahl arbeitende Maschine Vorteile bietet, auf diese Arbeitsweise überzugehen und dadurch die bestmöglichen Arbeitsverhältnisse zu schaffen ; anderseits bietet diese Fähigkeit ein Mittel zur Erleichterung des Anlassens von Viertakt-und Mehrtaktmaschinen, indem diese als Zweitaktmaschine angelassen und dann auf die normale Taktzahl umgeschaltet werden können, wobei diese Umschaltung bei Maschinen, die nach einem mehr als vier Takte umfassenden Arbeitsverfahren laufen, unmittelbar oder stufenweise erfolgen kann.
Das Arbeitsverfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass der Arbeitszylinder der Dieselmaschine beim Hubwechsel am Ende des Verbrennungshubes wie bei einer Zweitaktmaschine mit von einem Ladeverdichter erzeugter Frischluft gespült und in einem bereits einen Verbrennungshub (Arbeitshub) ermöglichenden Ausmass geladen wird und dass diese Ladung, die nur einen Teil der ganzen in einem Arbeitsspiel verarbeiteten Luftladung bildet, im Verein mit während der folgenden Hübe des Arbeitsspieles geförderter Nachladeluft im Arbeitszylinder während seines der Verbrennung unmittelbar vor- angehenden Einwärtshubes mindestens bis zur Erreichung der Zündtemperatur des am Ende dieses Hubes eingeführten Brennstoffes verdichtet wird.
Nach einer Ausführungsform dieses Verfahrens saugt der Arbeitszylinder überhaupt keine Luft aus der Atmosphäre an, sondern es wird die ganze in einem Arbeitsspiel verarbeitete Ladeluftmenge ausschliesslich durch den Luftverdichter in Teilmengen gefördert.
Nach einer anderen Ausführungsform erfolgt die Zufuhr der Nachladeluft in den Arbeitszylinder, die auf die mit der Spülung verbundene Luftfüllung folgt, nicht nur mittels des Ladeverdiehters. sondern auch durch Luftansaugung in den Arbeitszylinder.
Das Verfahren kann erfindungsgemäss in der Weise durchgeführt werden, dass die dem letzten vor dem Verbrennungshub erfolgenden Verdichtungshub im Arbeitszylinder vorangehenden Verdichtungshübe zur Förderung von Luft in einen Behälter dienen, aus dem die Luft zu Beginn oder während des letzten Verdichtungshubes in den Arbeitszylinder zurückgeführt wird. Dieser Behälter dient somit zur zeitweiligen Speicherung der vom Ladeverdichter geförderten und durch den Arbeitszylinder hindurchgeführten Luft, gegebenenfalls aber auch der vom Arbeitszylinder selbst angesaugten Frischluft. Überdies kann noch ein zweiter Behälter zwischen Ladeverdichter und Arbeitszylinder vorgesehen werden und zur zeitweiligen Lagerung eines Teiles der vom Verdichter geförderten Luft dienen.
Es ist ferner möglich, die vom Verdichter geförderte Luft im Arbeitszylinder selbst zu sammeln, der somit zugleich als Sammelbehälter dient und in diesem Falle ohne Frischluftansaugung arbeitet. Um die Taktzahl eines Arbeitsspieles in der eingangs angegebenen Weise zu verändern, genügt es. die Steuerung des Arbeitszylinders entsprechend verstellbar auszubilden.
In den Fig. 1-3 der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungen des Erfindungsgedankens
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dichterkolben, 5 das Saugventil des Verdichters, 6 das Druekveutil des Verdichters, 7 das Auspuffventil des Arbeitszylinders, 8 das Überströmventil vom Arbeitszylinder zu einem Behälter 9 und umgekehrt.
Der Verdichter ist durch eine an das Druckventil 6 angeschlossene Leitung 12 mit dem Arbeitszylinder verbunden. Der Arbeitszylinder besitzt ausser den in die Figur eingezeichneten Ventilen 7 und 8 auch noch ein nicht gezeichnetes Saugventil. Das Nadelventile dient zur Brennstoffeinführung in denArbeitszylinder.
Die nach diesem Ausführungsbeispiel ausgeführte Maschine kann je nach der Stellung der Steuerung sowohl nach dem Zweitakt wie auch nach dem Viertakt, Sechstakt oder einem anderen Mehrtakt arbeiten.
Die Wirkungsweise ist also von der Taktzahl abhängig, mit welcher der Arbeitszylinder arbeiten soll.
Beim Arbeiten im Zweitakt ist der Vorgang folgender : Der Arbeitskolben geht aus seiner oberen Totpunktstellung nach unten, während der Verdichterkolben sich ebenfalls von seiner oberen Totpunktstellung ausgehend nach unten bewegt. Im Arbeitszylinder findet während dieses Hubes Verbrennung und Ausdehnung statt, während im Verdichterzylinder die Luft verdichtet und gegen Ende des Hubes durch das Druckventil 6 in das Rohr 12 geschoben wird. Bevor der Arbeitskolben die in der Zylinder-
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durch das Druckventil 6 und das Verbindungsrohr 12 durch die Schlitze 11 in den Arbeitszylinder und drückt die noch in diesem befindlichen entspannten Verbrennungsgase durch das Auspuffventil 7 ins
Freie.
Beim nächsten Hub geht der Kolben 2 nach oben ; es findet Verdichtung im Arbeitszylinder bis zu der die Selbstzündung des am Verdichtungshubende einzuführenden Brennstoffes herbeiführenden
Temperatur statt. Gleichzeitig bewegt sich der Kolben 4 ebenfalls nach oben und saugt durch das Saugventil 5 frische Luft an. Beim Arbeiten im Zweitakt kommt also das in die Figur nicht eingezeichnete
Saugventil des Arbeitszylinders überhaupt nicht zur Wirkung, und es wird dementsprechend nur jene Luftmenge im Arbeitszylinder aufgearbeitet, die vom Verdichter geliefert wird.
Das Arbeiten dieser Maschine z. B. im Sechstakt ist folgendes. Erster Takt oder erster Hub : Der Arbeitszylinderkolben bewegt sich von oben nach unten, und es erfolgt im Zylinder Verbrennung und Ausdehnung. Gleichzeitig bewegt sich auch der Verdichterkolben von oben nach unten und verdichtet die vorher angesaugte Luft. In der Nähe des unteren Totpunktes, bevor der Arbeitskolben die in der Zylinderwand befindlichen Schlitze 11 öffnet, wird das Auspuffventil 7 geöffnet und die Verbrennungsgase strömen aus dem Arbeitszylinder ins Freie ; es findet eine Entspannung dieser Gase im Zylinder statt.-Gleich darnach werden die Schlitze 11 durch den Kolben 2 geöffnet, worauf Luft durch diese Schlitze in den Arbeitszylinder strömt und diesen von den Verbrennungsgasen reinigt.
Zweiter Hub : Die Kolben 2 und 4 bewegen sich nach oben ; im Arbeitszylinder findet Verdichtung statt ; da aber gegen Ende des Hubes das Überströmventil 8 geöffnet wird, wird die verdichtete Luft in den Behälter 9 gefördert. Während dieses Hubes saugt der Verdichterkolben 4 frische Luft durch das
Saugventil 5 an.
Dritter Hub : Während der Arbeitsbewegung saugt der Arbeitskolben 2 durch das in die Figur nicht eingezeichnete Saugventil frische Luft in den Arbeitszylinder, während der ebenfalls sich nach abwärts bewegende Kolben 4 die vorher angesaugte Luft verdichtet und in das Rohr 12 ausschiebt.
Gegen Ende des Hubes öffnet Kolben 2 - nachdem vorher das in die Figur nicht eingezeichnete Saugventil des Arbeitszylinders geschlossen wurde-die Schlitze 11, und es wird die vom Arbeitskolben angesaugte Luft durch die vom Verdichter geförderte und durch die Schlitze 11 einströmende Luft vermehrt. der Arbeitszylinder also durch die letztgenannte Luftmenge überladen.
Vierter Hub : Während dieses Hubes wird ebenso wie während des zweiten Hubes die im Arbeitszylinder befindliehe Luft in den Behälter 9 gepresst und im Verdichter frische Luft angesaugt.
Fünfter Hub : Der Verlauf dieses Hubes gleicht vollkommen dem dritten Hube.
Sechster Hub : Der Arbeitskolben 2 bewegt sich nach oben und verdichtet die Luft bis zu einem gewünschten Grad (dem Grad der Vorverdichtung), der durch den Hubteil festgesetzt ist, den der Kolben während dieser Verdichtung bestreicht. Diese Vorverdichtung kann aber auch wegbleiben. Nach erfolgter Vorverdichtung oder bei Wegbleiben derselben nach erfolgtem Abschlüsse der Schlitze 11, wird das Ventil 8 geöffnet ; die während der früheren zwei Ladehübe in den Behälter 9 gepresste Luft strömt in den Arbeitszylinder zurück, so dass dieser mit einem Mehrfachen jener Luftmenge gefüllt ist, die ihn bei atmosphärischem Druck ausfüllen würde.
Das Ventil 8 wird nach einer entsprechend bemessenen kurzen Eröffnungszeit geschlossen, und während der weiteren Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 erfolgt die endgültige Verdichtung bis zu jenem Enddrueke, bei dem die Verbrennung stattfinden soll. Während dieses Hubes saugt der Verdichterkolben 4 Luft in den Verdichterzylinder.
Wenn die Maschine im Viertakt arbeiten soll, dann werden die Ventile 7 und 8 so gesteuert, dass nach dem ersten und zweiten Hub gleich der beim Seehstakt als fünfter und sechster Hub beschriebene Vorgang (als dritter und vierter Hub) erfolgt.
Es hängt also nur von der Steuerung der bezeichneten Ventile ab, ob die Maschine im Zweitakt, Viertakt, Sechstakt oder Mehrtakt arbeitet. Durch eine Verstellung, z. B. Verschiebung oder irgendwie anders durchgeführte Verstellung der Steuerwelle kann daher erreicht werden, dass die Maschine zeitweilig und nacheinander nach verschiedenen Taktzahlen arbeitet.
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während die Ordinaten den jeweils im Arbeitszylinder herrschenden Druck darstellen.
Die zeitweilige Lagerung der Verbrennungsluft kann auch im Arbeitszylinder selbst erfolgen.
In diesem Falle fällt der Behälter 9 und das Ventil 8 weg. Im Gegensatz zur früher beschriebenen Arbeits- weise, bei der nicht nur die vom Verdichter, sondern auch die vom Arbeitskolben angesaugte Luft ver- arbeitet wird, kann im Falle der Lagerung der Luft im Arbeitszylinder selbst nur die vom Verdichter gelieferte Luft verarbeitet werden, da im Arbeitszylinder während aller HÜbe ein grösserer Druck herrscht als der Druck der Atmosphäre, ein Ansaugen von Frischluft also nicht erfolgen kann. Die in diesem Falle im Arbeitszylinder herrschenden Drücke sind in Fig. a für eine im Sechstakt arbeitende Maschine dar- gestellt.
Während der einzelnen nacheinander erfolgenden Hübe reihen sich folgende Zustandsänderungen im Arbeitszylinder aneinander :
Erster Hub : Verbrennung und Ausdehnung, bis durch Öffnung des Ventiles 7 die Entspannung
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durch die durch den Verdichter während eines Hubes gelieferte Luft erfolgt.
Zweiter Hub : Verdichtung der Füllung.
Dritter Hub : Ausdehnung der Füllung bei geschlossenem Ansaugventil, bis bei geschlossenem
Auspuffventil nach Eröffnung der Schlitze die zweite Ladung erfolgt.
Vierter Hub : Verdichtung der doppelten Ladung.
Fünfter Hub : Ausdehnung der doppelten Ladung bei geschlossenem Ansaugventil, bis nach Er- öffnung der Schlitze 11 die dritte Ladung erfolgt.
Sechster Hub : Verdichtung der dreifachen Ladung, an deren Ende der bei der Verbrennung gewünschte Enddruck entsteht.
Diese Maschine kann ebenso wie die vorhin beschriebene im Zweitakt, Viertakt, Sechstakt oder nach einem mehr als sechs Takte umfassenden Arbeitsverfahren arbeiten, und die zur Veränderung der
Taktzahl notwendige Vorkehrung besteht einfach darin, dass die Steuerwelle verschoben oder auf irgend- eine andere Art das Auspuffventil und das Brennstoffeinspritzventil nach jeder Umdrehung oder nach jeder zweiten bzw. dritten Umdrehung der Maschinenwelle geöffnet wird.
In Fig. 2 ist eine zweite beispielsweise Ausführung des Erfindungsgedankens dargestellt.
Der Unterschied gegenüber der in Fig. 1 bezeichneten Ausführung besteht darin, dass hier ein
Stufenkolben 13 als Arbeits-und Verdichterkolben dient und dass das Auspuffventil 14 am Hubende angeordnet und durch Schlitze mit dem Arbeitszylinderraum verbunden ist. Das Ventil 15 ist das Über- strömventil zu einem Behälter 16 ; das Nadelventil 17 dient zur Einführung des Brennstoffes. Bei dem in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel arbeiten je zwei mit um 180 verdrehten Kurbeln vers henen Zylinder zusammen, wie in der Figur durch die Rohrverbindungen 18 dargestellt ist. Die zu den beiden Arbeitszylindern gehörenden Behälter 16 können durch eine in die Figur strichliert eingezeich- nete Leitung 19 verbunden werden.
Die für Fig. 1 weiter oben beschriebenen zweierlei Arbeitsweisen (zeitweilige Lagerung der Luft in einem Behälter oder im Arbeitszylinder selbst) können auch bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verwirklicht werden. Bei Verwendung des Behälters 9 bzw. 16 wird somit die vom Ladeverdichter geförderte Luft durch den Arbeitszylinder hindurch in den Behälter gefördert und hier gespeichert ; ebenso wird, wenn die Maschine mit Ansaugen von Luft durch das (nicht dargestellte) Saugventil arbeitet, auch diese Luft mit der vom Ladeverdichter geförderten zeitweilig in dem gemeinsamen Behälter 9 bzw. 16 gespeichert.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das sich von den oben erörterten dadurch unterscheidet, dass die vom Arbeitszylinder angesaugte und die vom Verdichter gelieferte Luft in je einem besonderen Behälter 20 bzw. 21 gelagert wird.
Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform, z. B. im Sechstakt, ist folgende :
Erster Hub : Arbeitskolben 22 und Verdiehterkolben 23 bewegen sich nach unten. Im Arbeits- zylinder erfolgt Verbrennung und Ausdehnung. Im Verdichterzylinder erfolgt Verdichtung und Aus- schub der Luft durch das Druckventil 24 in den Zwischenbehälter 21. Bevor der Arbeitskolben 22 die am unteren Hubende in der Arbeitszylinderwand befindlichen Schlitze 25 öffnet, wird das Auspuff- ventil 26 geöffnet, und die Entspannung der Verbrennungsgase erfolgt. Gleich danach wird durch die
Schlitze 25 bei Öffnung des Ventils 27 Luft aus dem Zwischenbehälter 21 in den Arbeitszylinder geblasen, wodurch der Arbeitszylinder von den Verbrennungsgasen gereinigt und mit frischer Luft gefüllt wird.
Zweiter Hub : Beide Kolben gehen nach aufwärts ; im Arbeitszylinder wird die Ladung zuerst ein wenig verdichtet und dann durch das Ventil 28 in den Behälter 20 gepresst. Im Verdichterzylinder wird während dieses Hubes durch das Ventil 29 Luft angesaugt.
Dritter Hub : Im Arbeitszylinder wird durch ein nicht in der Figur gezeichnetes Saugventil frische
Luft angesaugt. Im Verdichter wird die Luft verdichtet und durch das Ventil 24 in den Behälter 21 gepresst.
Vierter Hub : Im Arbeitszylinder wirdLuft wie beim zweiten Hub verdichtet und in den Behälter 20 gepresst, während im Verdichterzylinder frische Luft angesangt wird.
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wie beim dritten Hub. Sobald aber der Arbeitskolben nahe dem unteren Hubende die Schlitze 25 öffnet, wird Ventil 27 geöffnet, und es strömt die während den vorangegangenen Druckhüben in den Behälter 21 gepresste Luft durch dieses Ventil 27 in den Arbeitszylinder, wodurch dieser überladen wird.
Sechster Hub : Nachdem der Arbeitskolben während seiner Aufwärtsbewegung die Schlitze 26 geschlossen hat bzw. wenn bereits die Ladung durch eine weitere Vorwärtsschreitung des Kolbens auf ein gewünschtes Mass verdichtet ist, wird durch Öffnung des Ventils 28 der Arbeitszylinder mit dem Behälter 20 in Verbindung gebracht, wodurch ein Druckausgleich, d. h. die Zurückströmung der bei den vorangegangenen Hüben in den Behälter 20 gepressten Luft in den Arbeitszylinder-also ein weiteres Überladen desselben-, hervorgerufen wird.
Nach einer entsprechenden Öffnungszeit des Ventils 28 schliesst dieses und die ganze Ladung wird im Arbeitszylinder während der Bewegung des Arbeitskolbens bis zu seiner oberen Totpunktstellung endgültig bis zu dem gewünschten Verbrennungsdruek verdichtet.
In Fig. 5 wurde der im Arbeitszylinder erfolgende Druckverlauf strichliert eingezeichnet.
Die oben beschriebenen Arbeitsverfahren können selbstverständlich miteinander zweckensprechend kombiniert werden.
Durch Heizung der Behälter mit den Auspuffgasen kann in die verdichtete Luft die sonst in Verlust gehende Abfallwärme überführt und zur Arbeitsleistung herangezogen werden. Diese Heizung kann auch im Falle der zeitweiligen Lagerung der Luft im Arbeitszylinder selbst durch in diesem angeordnete Heizflächen durchgeführt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Arbeitsverfahren für mit vier und mehr als vier Takten arbeitende Dieselmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszylinder beim Hubwechsel am Ende des Verbrennungshubes mittels eines Ladeverdichters mit Frischluft gespült und in einem bereits einen Verbrennungshub (Arbeitshub) ermöglichenden Ausmass geladen wird und dass diese Ladung, die nur einen Teil der ganzen in einem Arbeitsspiel verarbeiteten Luftladung bildet, im Verein mit während der folgenden Hübe des Arbeitsspieles geförderter Nachladeluft im Arbeitszylinder während seines der Verbrennung unmittelbar vorangehenden Einwärtshubes mindestens bis zur Erreichung der Zündtemperatur des am Ende dieses Hubes eingeführten Brennstoffes verdichtet wird.
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The object of the invention relates to diesel engines that work according to the four-stroke process and after a more than four-stroke comprehensive working method, such as. B. Seehstakt, Aehttakt, etc. The invention aims on the one hand to increase the performance of such machines, and on the other hand to enable the machine to run at will with different cycle rates, z. B. a four-stroke machine as a two-stroke machine or a six-stroke machine as a two-stroke or four-stroke machine, etc.
The ability of a diesel engine to run at different speeds offers
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introduction and atomization, u. betw. in the latter respect, especially at high speeds, offer, exploit, and in those stress areas in which the two-stroke machine or the machine working with a low cycle rate offers advantages to switch to this mode of operation and thereby create the best possible working conditions; On the other hand, this ability offers a means to facilitate the starting of four-stroke and multi-stroke machines, in that these can be started as a two-stroke engine and then switched to the normal number of cycles, with this switchover being immediate or for machines that run after a working process comprising more than four cycles can be done in stages.
The working method according to the invention consists in that the working cylinder of the diesel engine is flushed with fresh air generated by a charge compressor when the stroke is changed at the end of the combustion stroke, as in a two-stroke engine, and is charged to an extent that already enables a combustion stroke (working stroke) and that this charge is only forms part of the entire air charge processed in a work cycle, is compressed in the working cylinder during its inward stroke immediately preceding combustion at least until the ignition temperature of the fuel introduced at the end of this stroke is reached, in conjunction with the recharge air conveyed during the following strokes of the work cycle.
According to one embodiment of this method, the working cylinder does not suck in any air from the atmosphere, but rather the whole amount of charge air processed in one working cycle is conveyed exclusively by the air compressor in partial amounts.
According to another embodiment, the supply of the recharge air into the working cylinder, which follows the air charge associated with the flushing, is not only carried out by means of the charging compressor. but also by sucking air into the working cylinder.
According to the invention, the method can be carried out in such a way that the compression strokes preceding the last compression stroke in the working cylinder before the combustion stroke serve to convey air into a container from which the air is returned to the working cylinder at the beginning or during the last compression stroke. This container thus serves for the temporary storage of the air conveyed by the charge compressor and passed through the working cylinder, but possibly also the fresh air sucked in by the working cylinder itself. In addition, a second container can be provided between the charge compressor and the working cylinder and serve for the temporary storage of part of the air conveyed by the compressor.
It is also possible to collect the air conveyed by the compressor in the working cylinder itself, which thus also serves as a collecting container and in this case works without fresh air intake. It is sufficient to change the number of cycles of a work cycle in the manner indicated at the beginning. to train the control of the working cylinder accordingly adjustable.
1-3 of the drawing are several exemplary embodiments of the inventive concept
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sealing piston, 5 the suction valve of the compressor, 6 the Druekveutil of the compressor, 7 the exhaust valve of the working cylinder, 8 the overflow valve from the working cylinder to a container 9 and vice versa.
The compressor is connected to the working cylinder by a line 12 connected to the pressure valve 6. In addition to the valves 7 and 8 shown in the figure, the working cylinder also has a suction valve (not shown). The needle valve is used to introduce fuel into the working cylinder.
The machine designed according to this exemplary embodiment can, depending on the position of the control, work both according to the two-stroke as well as according to the four-stroke, six-stroke or another multi-stroke.
The mode of operation is therefore dependent on the number of cycles with which the working cylinder is to work.
When working in the two-stroke cycle, the process is as follows: The working piston goes down from its top dead center position, while the compressor piston also moves downwards from its top dead center position. Combustion and expansion take place in the working cylinder during this stroke, while the air is compressed in the compressor cylinder and pushed through the pressure valve 6 into the pipe 12 towards the end of the stroke. Before the working piston reaches the cylinder
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through the pressure valve 6 and the connecting pipe 12 through the slots 11 into the working cylinder and presses the expanded combustion gases still in this through the exhaust valve 7 into the working cylinder
Free.
On the next stroke, the piston 2 goes up; there is compression in the working cylinder up to that which causes the self-ignition of the fuel to be introduced at the end of the compression stroke
Temperature instead. At the same time, the piston 4 also moves upwards and sucks in fresh air through the suction valve 5. So when working in two-stroke, what is not shown in the figure comes
The suction valve of the working cylinder does not have any effect at all, and accordingly only that amount of air is processed in the working cylinder that is supplied by the compressor.
The work of this machine z. B. in six stroke is the following. First stroke or first stroke: the working cylinder piston moves from top to bottom, and combustion and expansion take place in the cylinder. At the same time, the compressor piston also moves from top to bottom and compresses the air previously sucked in. In the vicinity of the bottom dead center, before the working piston opens the slots 11 in the cylinder wall, the exhaust valve 7 is opened and the combustion gases flow out of the working cylinder into the open; These gases are released in the cylinder. Immediately thereafter, the slots 11 are opened by the piston 2, whereupon air flows through these slots into the working cylinder and cleans it of the combustion gases.
Second stroke: pistons 2 and 4 move upwards; compression takes place in the working cylinder; but since the overflow valve 8 is opened towards the end of the stroke, the compressed air is conveyed into the container 9. During this stroke, the compressor piston 4 sucks fresh air through it
Suction valve 5 on.
Third stroke: During the working movement, the working piston 2 sucks fresh air into the working cylinder through the suction valve not shown in the figure, while the piston 4, which is also moving downward, compresses the previously sucked in air and pushes it out into the pipe 12.
Towards the end of the stroke piston 2 opens - after the suction valve of the working cylinder, not shown in the figure, has previously been closed - the slots 11, and the air sucked in by the working piston is increased by the air conveyed by the compressor and flowing in through the slots 11. the working cylinder is overloaded by the latter amount of air.
Fourth stroke: During this stroke, as during the second stroke, the air in the working cylinder is pressed into the container 9 and fresh air is sucked in in the compressor.
Fifth stroke: The course of this stroke is completely the same as the third stroke.
Sixth stroke: The working piston 2 moves upwards and compresses the air to a desired degree (the degree of pre-compression) set by the stroke part that the piston sweeps during this compression. This pre-compression can also be omitted. After pre-compression has taken place or if the same has not been achieved after the slots 11 have been closed, the valve 8 is opened; the air pressed into the container 9 during the previous two loading strokes flows back into the working cylinder, so that the latter is filled with a multiple of the amount of air that would fill it at atmospheric pressure.
The valve 8 is closed after an appropriately dimensioned short opening time, and during the further upward movement of the piston 2, the final compression takes place up to the final pressure at which the combustion is to take place. During this stroke, the compressor piston 4 sucks air into the compressor cylinder.
If the machine is to work in a four-stroke cycle, the valves 7 and 8 are controlled in such a way that, after the first and second stroke, the process described in the sea stroke as the fifth and sixth stroke (as the third and fourth stroke) takes place.
It therefore only depends on the control of the designated valves whether the machine works in two-stroke, four-stroke, six-stroke or multi-stroke. By adjusting, for. B. shifting or somehow otherwise performed adjustment of the control shaft can therefore be achieved that the machine works temporarily and successively according to different cycle rates.
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while the ordinates represent the pressure prevailing in the working cylinder.
The combustion air can also be temporarily stored in the working cylinder itself.
In this case, the container 9 and the valve 8 are omitted. In contrast to the working method described earlier, in which not only the air sucked in by the compressor, but also the air drawn in by the working piston is processed, if the air is stored in the working cylinder itself, only the air supplied by the compressor can be processed, since the Working cylinder during all strokes the pressure is greater than the pressure of the atmosphere, so fresh air cannot be sucked in. The pressures prevailing in the working cylinder in this case are shown in FIG. A for a machine operating in six-stroke cycles.
During the individual successive strokes, the following changes in status occur in the working cylinder:
First stroke: Combustion and expansion until the valve 7 is opened to release
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takes place through the air delivered by the compressor during a stroke.
Second stroke: compression of the filling.
Third stroke: Expansion of the filling with the suction valve closed until it is closed
Exhaust valve after opening the slots the second charge takes place.
Fourth stroke: compression of the double charge.
Fifth stroke: Expansion of the double charge with the suction valve closed until the third charge takes place after the slots 11 have been opened.
Sixth stroke: compression of the triple charge, at the end of which the final pressure required for combustion is created.
Like the one described above, this machine can work in a two-stroke, four-stroke, six-stroke or a more than six-stroke working process, and the one to change the
The precaution required for the number of cycles is simply that the control shaft is shifted or the exhaust valve and the fuel injector are opened in some other way after every revolution or after every second or third revolution of the machine shaft.
In Fig. 2, a second example embodiment of the inventive concept is shown.
The difference compared to the design shown in FIG. 1 is that here a
The stepped piston 13 serves as the working and compressor piston and that the exhaust valve 14 is arranged at the end of the stroke and is connected to the working cylinder space through slots. The valve 15 is the overflow valve to a container 16; the needle valve 17 serves to introduce the fuel. In the embodiment illustrated in the drawing, two cylinders each work together with cranks rotated by 180 verses, as shown in the figure by the pipe connections 18. The containers 16 belonging to the two working cylinders can be connected by a line 19 shown in dashed lines in the figure.
The two modes of operation described above for FIG. 1 (temporary storage of the air in a container or in the working cylinder itself) can also be implemented in the exemplary embodiment shown in FIG. When using the container 9 or 16, the air conveyed by the charge compressor is conveyed through the working cylinder into the container and stored here; likewise, if the machine works with air being drawn in through the suction valve (not shown), this air is also temporarily stored in the common container 9 or 16 with the air conveyed by the charge compressor.
In Fig. 3 a further embodiment is shown, which differs from those discussed above in that the air sucked in by the working cylinder and the air supplied by the compressor is stored in a separate container 20 and 21 respectively.
The operation of this embodiment, e.g. B. in six beats, is the following:
First stroke: working piston 22 and twisting piston 23 move downwards. Combustion and expansion take place in the working cylinder. In the compressor cylinder, the air is compressed and expelled through the pressure valve 24 into the intermediate container 21. Before the working piston 22 opens the slots 25 located at the lower end of the stroke in the working cylinder wall, the exhaust valve 26 is opened and the combustion gases are expanded. Immediately afterwards, the
Slots 25 when the valve 27 opens, air is blown from the intermediate container 21 into the working cylinder, whereby the working cylinder is cleaned of the combustion gases and filled with fresh air.
Second stroke: Both pistons go up; The charge is first compressed a little in the working cylinder and then pressed through the valve 28 into the container 20. During this stroke, air is sucked in through valve 29 in the compressor cylinder.
Third stroke: In the working cylinder, a suction valve (not shown in the figure) is fresh
Air sucked in. The air is compressed in the compressor and forced into the container 21 through the valve 24.
Fourth stroke: As in the second stroke, air is compressed in the working cylinder and pressed into the container 20, while fresh air is sucked into the compressor cylinder.
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like the third stroke. As soon as the working piston opens the slots 25 near the lower end of the stroke, valve 27 is opened and the air pressed into the container 21 during the previous pressure strokes flows through this valve 27 into the working cylinder, overloading the latter.
Sixth stroke: After the working piston has closed the slots 26 during its upward movement or when the charge has already been compressed to a desired level by advancing the piston further, the working cylinder is brought into connection with the container 20 by opening the valve 28, whereby a pressure equalization, d. H. the backflow of the air pressed into the container 20 during the previous strokes into the working cylinder - that is, a further overloading of the same - is caused.
After a corresponding opening time of the valve 28 this closes and the entire charge is finally compressed in the working cylinder during the movement of the working piston up to its top dead center position up to the desired combustion pressure.
In Fig. 5, the pressure curve taking place in the working cylinder has been drawn in dashed lines.
The working methods described above can of course be combined with one another as appropriate.
By heating the container with the exhaust gases, the waste heat, which would otherwise be lost, can be transferred into the compressed air and used for work. This heating can also be carried out in the case of the temporary storage of the air in the working cylinder itself by means of heating surfaces arranged in this.
PATENT CLAIMS:
1. Working method for diesel machines working with four and more than four strokes, characterized in that the working cylinder is flushed with fresh air during the stroke change at the end of the combustion stroke by means of a charging compressor and is charged to an extent that already allows a combustion stroke (working stroke) and that this charge, which forms only part of the entire air charge processed in one work cycle, is compressed in conjunction with the recharging air in the working cylinder during its inward stroke immediately preceding the combustion at least until the ignition temperature of the fuel introduced at the end of this stroke is reached.